Занятие 3 Решите задачи
 Скачать 0.85 Mb.
|
|
ЗАНЯТИЕ № 3 Решите задачи: 1. Зная последовательность аминокислот в белке, определить последовательность нуклеотидов в цепи ДНК (левой и правой): Белок вал – глу – лиз – ала – гли – арг – лей РНК _____________________________________________   ДНК л _____________________________________________ п _____________________________________________ 2. Дана последовательность нуклеотидов в цепи ДНК. Определите антикодоны вт РНКи аминокислоты в белке: ДНК → ААТ – ГЦА – АТГ – ЦЦТ – АГЦ – ГАЦ – ЦГА и РНК →__________________________________________________ т РНК →__________________________________________________ Белок →__________________________________________________ 3. Белок состоит из 200 аминокислот, определите его вес. Масса аминокислоты = 100 у.е. 4. Белок состоит из аминокислот: лизин – валин – серин – глу – ала – арг – гли. Определите длину и массу гена, кодирующего этот белок. 5. Молекулярная масса гена 4200 у.е. Определите, сколько в нем закодировано белков, если в каждый белок содержит по 200 аминокислот. 6. Белок закодирован следующей последовательностью нуклеотидов: ЦЦЦАТГГЦЦГГТ. Под влиянием облучения в молекуле ДНК произошла утеря четвертого нуклеотида. Укажите первую аминокислоту в синтезируемом белке. 7. Структурный ген фермента РНК-полимеразы включает 9450 пар нуклеотидов. Известно, что РНК-полимераза состоит 329 аминокислотных остатков. Сколько кодирующих и некодирующих нуклеотидных пар входит в состав гена РНК-полимеразы? Какова масса зрелой и-РНК? 1. Возбудитель СПИДа – ВИЧ ─ ретровирус, его наследственная информация записана в РНК, состоящей из 9213 нуклеотидов. Эта РНК содержит 7 генов: 3 структурных и 4 регуляторных. Определите молекулярную массу регуляторных генов, если на структурные гены приходится 400 нуклеотидов. 2. Оперон (совокупность структурных генов и гена-оператора) включает в себя 10800 нуклеотидов. В нем закодированы 3 полипептидные цепи, каждая из которых состоит и 560 аминокислотных остатков. Определите молекулярную массу гена оператора. 3. Установлено, что молекула про-иРНК состоит из 1800 нуклеотидов, причем на интронные участки приходится 600 нуклеотидов. Определите, количество аминокислот входящее в полипептид, если в результате мутации в экзонах было утеряно 30 нуклеотидов. ЗАНЯТИЕ № 4 1. Белок закодирован следующей последовательностью нуклеотидов: ЦЦЦАТГГЦЦГГТ. Под влиянием облучения в молекуле ДНК произошла утеря четвертого нуклеотида. Укажите первую аминокислоту в синтезируемом белке. 2. Установлено, что молекула про-иРНК состоит из 1800 нуклеотидов, причем на интронные участки приходится 600 нуклеотидов. Определите, количество аминокислот входящее в полипептид, если в результате мутации в экзонах было утеряно 30 нуклеотидов. ЗАНЯТИЕ №5 Решите задачу: При анализе идиограммы в группе С оказалось 8 пар хромосом. Количество хромосом в других группах соответствовало норме. Укажите пол человека, которому принадлежит анализируемый кариотип. ЗАНЯТИЕ№10 Пример решения задачи Наличие пигмента в волосах у человека доминирует над альбинизмом (отсутствием пигмента). Муж и жена гетерозиготны по пигментации волос. Возможно ли у них рождение ребенка альбиноса? Дано:Решение:  А – аллель пигментации Р ♀ Аа × ♂ Аа а – аллель альбинизма G А, а А, а; F1─ аа? Определяем генотипы родителей. Согласно условию задачи они оба гетерозиготны (имеют разные аллельные гены по данному признаку) – Аа. Записываем схему скрещивания:
F1:1 АА, 2Аа, 1аа(альбинос) Согласно второго закона Менделя, вероятность рождения ребенка альбиноса составляет 1/ 4 возможных вариантов, или 25%. Ответ: Да, в 25% случаев возможно. Задача 1. Аниридия (отсутствие радужной оболочки, помутнение роговицы и хрусталика, снижение остроты зрения) наследуется как аутосомно-доминантный признак. Определите вероятность рождения больного ребенка в семье, где один из родителей имеет аниридию, а другой здоров. Задача 2. Болезнь Коновалова-Вильсона (нарушение обмена меди) наследуется как аутосомно-рецессивный признак. У здоровых родителей родился больной ребенок. Определите генотипы родителей и ребенка. Задача 3. Мужчина с курчавыми волосами женился на женщине с прямыми волосами. Каким будет потомство в F2, если известно, что курчавые волосы не полностью доминируют над прямыми (гетерозиготы имеют волнистые волосы), и если дети этих родителей будут вступать в брак с лицами, у которых прямые волосы? Задача 4. Шизофрения (психическая болезнь) — доминантный признак, причём гетерозиготы могут заболеть с вероятностью 20%. Родители гетерозиготны. Определите процент рождения больных детей у этих родителей. Задача 5. У человека ген многопалости доминирует над геном нормального строения кисти. Шестипалый мужчина женился на женщине с нормальным строением кисти. Какой процент здоровых детей родится от этого брака? ПОЛИГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ Пример решения задачи Родители резус-положительные (Rh+), отец голубоглазый, мать кареглазая. У них родился резус-отрицательный (Rh⎯), голубоглазый сын. Определите генотипы всех членов семьи.  Задача 6. У родителей карие глаза и веснушки на лице (доминантные признаки). У них родилась голубоглазая и без веснушек дочь. Определите вероятность рождения следующего ребенка, похожего на родителей. Задача 7. Глухонемота и альбинизм – рецессивные признаки. От нормальных родителей родился ребенок – глухонемой альбинос. Определите генотипы родителей. Задача 8. Полидактилия (шестипалость) и близорукость передаются как доминантные аутосомные признаки. Родители страдают обоими недостатками и являются гетерозиготными по обоим признакам. Какова вероятность (%) рождения детей без аномалий? Задача 9. Рассматриваемый организм гетерозиготен по трем парам признаков (АаВвСс). Сколько и какие типы гамет может образовывать данный организм? Задача 10. Женщина и мужчина — слепые. У женщины — аномалия хрусталика, а у мужчины — аномалия роговицы (рецессивные признаки). У них двое детей: слепой сын и зрячая дочь. Определите генотипы родителей и потомства. Задача 11. Фенилкетонурия (а) и катаракта (в) — рецессивные признаки. Муж болен фенилкетонурией, а по гену катаракты гетерозиготен. Жена больна катарактой, а по фенилкетонурии гетерозиготна. Какова вероятность(% F1) рождения здорового мальчика в этой семье? Задача 12. У человека ген близорукости доминирует над нормальным зрением, ген нормальной пигментации кожи — над альбинизмом. Родители дигетерозиготны. Определите генотипы родителей, потомства, вероятность рождения здоровых детей. Задача 13. Глухонемота и альбинизм — рецессивные признаки. У здоровых родителей родился глухонемой альбинос. Определите генотипы родителей и потомства. Задача 14. У человека близорукость (А) и карий цвет глаз (В) — доминантные признаки. Родители кареглазые и близорукие. У них родился сын с голубыми глазами и нормальным зрением. Определите вероятность рождения в этой семье дочери с голубыми глазами и нормальным зрением.  ЗАНЯТИЕ№11Решите задачи: Задача 1 Резус-положительная женщина со II группой крови вышла замуж за резус-отрицательного мужчину с I группой крови. У отца этой женщины резус-отрицательная кровь I группы. Определите возможные генотипы их детей. Пример решения задачи Дано: Решение:  D – Rh‾ Р ♀ Dd IAi x ♂ dd iid - Rh+ G DIA, Di, dIA, di di F1 - ? F1 DdIAi; Ddii; ddIAi; ddii Задача решается так же, как и задачи на дигибридное скрещивание. Отец женщины имел генотип ddii. Следовательно, от него женщина унаследовала рецессивные гены d и i. Дигетерозиготный (DdIAi) женский организм образует 4 типа гамет, а гомозиготный мужской (ddii) образует один тип гамет (анализирующее скрещивание с расщеплением 1:1:1:1). Задача 2. Резус-положительные родители имеют II группу крови. У них родился резус-отрицательный ребёнок с I группой крови. Определите генотипы родителей и возможные генотипы других детей. Задача 3. У супругов волнистые волосы. Они имеют II и III группы крови. Их ребёнок с прямыми волосами и I группой крови. Определите генотипы родителей и потомства. Задача 4. У родителей II и III группы крови. Их ребёнок с I группой крови болен катарактой (рецессивный признак). Определите генотипы родителей. Может ли в этой семье родиться здоровый ребёнок с IV группой крови? Задача 5. У родителей II и III группы крови. Их ребёнок с I группой крови болен катарактой (рецессивный признак). Определите генотипы родителей. Может ли в этой семье родиться здоровый ребёнок с IV группой крови? Задача 6. В родильном доме перепутали двух мальчиков. Родители первого мальчика имели I и II группы крови, родители второго мальчика — II и IV группы. У мальчиков была I и IV группы крови. Определите, кто чей сын? Задача 7. Резус-положительные родители имеют II группу крови. У них родился резус-отрицательный ребёнок с I группой крови. Определите генотипы родителей и возможные генотипы других детей. Решите следующие задачи: Задача 1. Рост человека контролируется несколькими парами генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. Предположим, что это три пары генов. Отсюда, в какой-то популяции самые низкорослые люди имею все рецессивные аллели генов и рост 150 см, самые высокие – все доминантные аллели и рост 180 см. Определите рост людей, гетерозиготных по всем трем парам генов. Задача 2. Нормальный слух человека контролируется двумя доминантными генами, один из них отвечает за нормальное развитие слухового нерва, другой – за нормальное развитие улитки. Родители глухонемые, у них рождается двое детей с нормальным слухом. Определите генотипы родителей и их детей, а также тип взаимодействия генов. Задача 3. У человека имеется несколько форм близорукости. Умеренная форма (от -2.0 до -4.0) и высокая (выше -5.0). Они передаются как доминантные несцепленные между собой признаки. У людей, имеющих гены обоих форм близорукости, проявляется только высокая. Жена близорука, а муж имеет нормальное зрение. У их дочери умеренная форма близорукости, а у сына – высокая. Известно, что у жены близорукостью страдал один из родителей. Какова вероятность рождения следующего ребенка без аномалии? Задача 4. Женщина и мужчина — слепые. У женщины — аномалия хрусталика, а у мужчины — аномалия роговицы (рецессивные признаки). У них двое детей: слепой сын и зрячая дочь. Определите генотипы родителей и потомства. Задача 5. Пигментный ретинит, одна из форм наследственной слепоты у людей определяется либо аутосомным доминантным геном В, либо рецессивным аутосомным геном a. Таким образом только лица с генотипом A_bb – здоровы. Гены A и B расположены в разных парах аутосом. Больной мужчина (его родители здоровы), женился на женщине с генотипом AaBb. Определите, вероятность рождения здоровых детей в этой семье. Задача 6. В семье, где родители хорошо слышали и имели один гладкие волосы, а другой вьющиеся, родился глухой ребенок с гладкими волосами. Их второй ребенок хорошо слышал и имел вьющиеся волосы. Ген вьющихся волос доминирует над гладкими, глухота признак рецессивный, и обе пары генов находятся в разных хромосомах. Какова вероятность дальнейшего появления глухих детей с вьющимися волосами в этой семье? Задача 7. (Бомбейский феномен) У женщины I группа крови, у мужчины – III группа крови. От этого брака родилась дочь с I группой крови. Девочка выросла и вышла замуж за мужчину со II группой крови. У них тоже родились две дочери: с I и с IV группами крови. Появление в третьем поколении девочки с IV группой крови от матери с І группой крови можно объяснить эпистатическим действием генов. Пример решения задачи: Бомбейский феномен относится к рецессивному эпистазу, т. е эпистатическим (запрещающим) действием обладает ген только в рецессивном гомозиготном состоянии. Известно, что ген имеет, как минимум, два аллеля, обозначим их буквой х и Х, отсюда все состояния этого гена: ХХ, Хх, хх, но эпистатическим действием будет, обладает только хх. Такой эпистатический ген (хх) способен подавлять действие доминантных генов А и В, определяющих группы крови по системе АВ0. Таким образом, если в генотипе человека эпистатический ген будет в гомозиготном доминантном (ХХ) или в гетерозиготном (Хх) состоянии, доминантные гены групп крови ІА и ІВ будут активны, если же эпистатический ген будет в гомозиготном рецессивномсостоянии (хх), действие генов ІА и ІВ будет запрещено, а фенотипически этобудет первая группа крови (ii). . 
ЗАНЯТИЕ № 12 Задача № 1 Гены A, B и C расположены в одно группе сцепления, известно, что расстояние между A и B – 5 мн, а между B и C – 3 мн. Определите вероятность перекреста между A и C, постройте генетическую карту хромосомы. Решение: Поскольку гены в хромосомах расположены линейно и не перекрываются, то существует только 2 варианта взаимного расположения генов A, B и C в хромосоме. Построим генетические карты: расстояние между генами A и C в первом случае – 8 мн, а во втором – 2 мн. Поскольку вероятность перекреста в 1% и равна расстоянию между генами в 1 мн, то для первого варианта расположения генов она – 8%, а для второго – 2%.  Ответ: 8% или 2%. Задача № 2 Построить генетическую карту генов А, В, С, Д. Известно, что частота кроссинговера между этими генами составила: АВ = 6 %; СА = 8 %; СВ = 14%, ВД = 24%. Работа 3. Решение ситуационных задач Используя приведенные ниже примеры, решите задачи: Задача № 3. Цветовая слепота (дальтонизм) у людей наследуется сцеплено с полом (аллель ХD определяет нормальное зрение, а Хd – слепоту). Какие типы гамет образует женщина с нормальным зрением, если ее отец болел дальтонизмом? Решение: Известно, что ген слепоты находится в Х-хромосоме (Хd), а также что отец женщины был болен, следовательно, его генотип - XdY. Женщина унаследовала Хd хромосому от отца, но имеет нормальное зрение, значит в её генотипе есть доминантный ген - ХD, который обеспечивает нормальное зрение.
Задача 4. Катаракта и полидактилия определяются двумя доминантными генами, локализованными в одной хромосоме на расстоянии 6 мн. Женщина гетерозиготна и унаследовала катаракту от своего отца, а многопалость от матери. Муж женщины нормален по обоим признакам. Какова вероятность рождения в этой семье дочери, больной катарактой? 
Задача 5. У человека в одной из аутосом локализованы гены голубых склер (А) и частичной цветовой слепоты (В). Расстояние между ними 10мн. Мужчина получил ген А от своей матери, а ген В - от отца. Жена получила ген А от отца. Какова вероятность рождения в этой семье дочери без аномалий? Задача 6. Дальтонизм обусловлен рецессивным аллелем, локализованным в Х- хромосоме (Хd). Оба родителя различают цвета нормально, а их сын страдает дальтонизмом (цветовой слепотой). Укажите, от кого унаследовал мальчик это заболевание и генотипы детей? Задача 7. Дальтонизм наследуется как сцепленный с Х-хромосомой рецессивный признак. В семье, где жена имеет I группу крови, а муж — IV, родился сын дальтоник с ІІІ группой крови. Оба родителя различают цвета нормально. Определите вероятность рождения в семье здорового сына и возможные его группы крови. Задача 8. В семье отец и сын кареглазые, лысые и гемофилики, а мать голубоглазая и имеет нормальную свертываемость крови. Можно ли сказать, что сын полностью унаследовал все признаки от отца? Какие по фенотипу дети еще возможны в этой семье? Задача 9. У человека резус-положительный фактор (D) и элиптоцитоз (А) наследуются как доминантные, полностью сцепленные аутосомные гены. Один из супругов резус-отрицательный и имеет нормальные эритроциты, второй — резус-положительный с элиптоцитозом, причем известно, что его отец был резус-отрицательным и имел нормальные эритроциты. Определить генотипы родителей и потомства? З  адача 10. Рецессивные гены а и b у человека обусловливают наличие диабета и предрасположенность к гипертонии. Указанные гены локализованы в одной хромосоме и расстояние между ним составляет 10% перекрёста. Определите вероятность рождения сына с обоими заболеваниями, если генотип отца и матери Задача 11. Женщина, мать которой страда дальтонизмом, а отец – гемофилией, вышла замуж за мужчину, который имеет оба заболевания. Определите вероятность рождения в этой семье детей, которые также будут страдать обоими заболеваниями. Задача 12. У человека рецессивный аллель гемофилии (h) и рецессивный аллель (d) находяться в Х-хромосоме на расстоянии 10 морганид. Какие типы гамет и в каком процентном соотношении образу ют особи: XDHХdh и ХDhY? Задача 13. Родители различают цвета нормально, а их сын болен дальтонизмом. Каковы генотипы родителей, от кого мальчик унаследовал это заболевание? Задача 14. У человека отсутствие потовых желез и альбинизм определяются двумя сцепленными аутосомными генами. Расстояние между ними 20 мн. У здоровых супругов со второй группой крови родилась дочь с первой группой крови с обеими аномалиями. Какова вероятность того, что и вторая дочь тоже будет альбиносом? Задача 15. Гипертрихоз определяется геном, локализованным в Y- хромосоме. Какова вероятность рождения ребенка с такой аномалией, если этот признак имеет отец. Задача 16. У здоровой женщины брат дальтоник. Может ли у неё родиться сын с цветовой слепотой? Какова вероятность этого?  ЗАНЯТИЕ № 14  Задача 1. Рассмотрите приведенную ниже родословную. Определите характер наследования голубых глаз и, по возможности, укажите генотип родителей и потомства. Решение. На изображенной родословной девочка (11) – голубоглазая, тогда как её сибсы сестра (12) и брат (10), а также мать (8) и отец (7) – все кареглазые. Две её тетки (5 и 6), один дядя (9), дедушка по отцовской линии (1) и бабушка по материнской линии (4) также кареглазые, но бабушка по отцовской линии (2) и дедушка по материнской линии (3) – голубоглазые. Характер наследования признака.  Исследуемый признак – рецессивный, т.к. встречается не в каждом поколении, и у кареглазых родителей (7 и 8) рождается голубоглазая дочь. Обозначив ген голубых глаз буквой а, а ген карих глаз – А, запишем генотип бабушки (2) и дедушки (3), двух теток (5, 6) и дяди (9), отца (7) и матери (8) и их дочери (11). Генотип остальных членов семьи точно установить не представляется возможным.Внимательно рассмотрите рис. 4, где представлены графические изображения нескольких родословных с разными типами наследования и самостоятельно решите предложенные ниже задачи.  Задача 1. Молодожены нормально владеют правой рукой. В семье женщины-пробанда было еще две сестры, нормально владеющие правой рукой, и три брата – левши. Мать женщины – правша, отец – левша. Бабки и деды со стороны матери и отца мужа нормально владели правой рукой. Составьте родословную семьи. Задача2. Пробант – здоровая женщина – имеет пять сестер, две из которых монозиготные близнецы, две – дизиготные близнецы. Все сестры имеют шесть пальцев на руке. Мать пробанда нормальна, отец – шестипалый. Со стороны матери все предки нормальны. У отца два брата и четыре сестры – все пятипалые. Бабка по линии отца шестипалая. У неё две шестипалые сестры и одна пятипалая. Дед по линии отца и все его родственники пятипалые. Составьте родословную семьи. Задача 3. Пробанд - больная женщина, ее брат, сестра и родители здоровы. Со стороны отца имеются следующие родственники: больной сахарным диабетом дядя и две здоровые тети. Одна из них имеет трех здоровых детей, вторая - здорового сына. Дедушка и бабушка со стороны отца - здоровы. Сестра бабушки болела сахарным диабетом. Мать пробанда, дядя дедушка и бабушка с материнской стороны здоровы. У дяди два здоровых ребенка. Определите характер наследования болезни и вычислите вероятность рождения больных детей в семье пробанда, если она выйдет замуж за здорового мужчину Задача 4. Рассмотрите и проанализируйте приведенные ниже родословные и определите тип наследования указанных признаков.     Работа 3.Использование популяционно-статистического метода для решения ситуационных задач Популяция – это совокупность особей одного вида, длительно занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся между собой и относительно изолированных от других особей вида. Основная закономерность, позволяющая исследовать генетическую структуру больших популяций, была установлена в 1908 году независимо друг от друга английским математиком Г. Харди и немецким врачом В. Вайнбергом. Закон Харди-Вайнберга: в идеальной популяции соотношение частот генов и генотипов – величина постоянная из поколения в поколение.Признаки идеальной популяции: численность популяции велика,существует панмиксия (нет ограничений к свободному скрещиванию), отсутствуют мутации по данному признаку, не действуетестественный отбор, отсутствуют приток и отток генов.Закона Харди-Вайнберга имеет три положения: I. Сумма частоталлелей одного гена в данной популяции равна единице. Запись положения: p + q = 1, где p – частота доминантного аллеля А, q- частота рецессивногоаллеля а. Обе величины принято выражать в долях единицы, реже – в процентах (тогда p + q = 100%). II. Сумма частот генотипов по одному гену в данной популяции равна единице. Частота генотипов вычисляется по формуле: p2 + 2pq +q2 = 1, где p2 – частота гомозиготных особей по доминантному аллелю (генотип АА), 2pq – частота гетерозигот (генотип Аa), q2 – частота гомозиготных особей по рецессивному аллелю (генотип аа). Вывод этой формулы: в равновесной популяции женские и мужские особи имеют одинаковые частоты аллеля А (p), и аллеля а (q). В результате скрещивания женских гамет ♀(p + q) с мужскими ♂(p + q) определяются частоты генотипов: (p + q) х (p + q) = p2 + 2pq +q2. III.В равновесной популяции частоты аллелей и частоты генотипов сохраняются в ряду поколений. Задача 1. В одной из популяций 15% населения резус-отрицательные, 85% — резус-положительные. Резус-отрицательность — рецессивный признак. Определите процент гетерозиготных людей в этой популяции. Пример решения задачи: Для нахождения гомо- и гетерозиготных генотипов воспользуемся формулой Харди-Вайнберга. Учитываем число особей с доминантным (p2 + 2pq) и рецессивным (q2) признаком. Находим долю рецессивных гомозигот q2. Квадратный корень из этой величины является частотой рецессивного аллеля  q = √ 0,15 = 0,39. Поскольку p + q = 1, частоту доминантного аллеля находим как р = 1 q. Доля гетерозигот: 2pq = 2 x 0,39 x 0,61=47,6%.
Ответ:2pq (Аа) = 47,6% Задача 2. Галактоземия встречается с частотой 7:1 000 000 и наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Определите число гетерозигот в популяции. Задача 3. В городе с устоявшимся составом населения в течение 5 лет среди 25000 новорожденных зарегистрировано 2 случая фенилкетонурии. Болезнь наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Определите число гетерозигот в популяции? Задача 4. Альбинизм у человека обусловлен рецессивным аутосомным геном. Альбиносы в популяциях Европы встречаются с частотой 0,00005. Определите частоту гетерозигот по гену альбинизма в этой популяции. Задача 5. В популяции из 5000 человек 64% способны свертывать язык трубочкой (доминантный ген R), а 36% такой способностью не обладают (рецессивный ген r). Определите частоту встречаемости генов и генотипов в популяции. Задача 6. При обследовании населения города N (100000 человек) обнаружено 5 альбиносов. Установите частоту встречаемости гетерозиготных носителей гена альбинизма. Задача 7. Кистозный фиброз поджелудочной железы поражает индивидуумов с рецессивным гомозиготным фенотипом и встречается среди населения с частотой 1 на 2000. Вычислите частоту носителей этого гена. ЗАНЯТИЕ № 2 Задача 2. Дина фрагмента молекулы ДНК = 20,4 нм. Сколько нуклеотидов в этом фрагменте? Задача 1. На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в последовательности А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Г. Определите схему структуры двухцепочечной молекулы ДНК, процентный состав нуклеотидов в этом фрагменте. Задача 3. Во фрагменте молекулы ДНК обнаружено 880 гуаниловых нуклеотидов, которые составляют 22 % от общего количества нуклеотидов в этом фрагменте. Сколько всего содержится тимидиловых, адениловых, цитидиловых нуклеотидов в этом фрагменте? |
